JPH0577005B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、移動体の位置測定装置に関し、特
に、光の反射を利用して移動体の現在位置を測定
する装置に関する。

［従来の技術］ たとえば、空港において航空機を滑走路から誘
導路へ案内したり、自動車や工場内の無人移動搬
送車やゴルフカート等を所定のコース上で走行さ
せる場合、これら移動体の現在位置を測定できれ
ば、それに基づいて自動誘導等が可能となり、大
変便利に利用されよう。

従来、移動体の現在位置を測定する装置とし
て、たとえば地上の複数箇所に電波の送信源を設
置しておき、移動体上でその電波を受信し、受信
方位などから移動体の現在位置を演算するような
装置があつた。

しかし、上述のような電波を利用した位置測定
装置では、複数の送信装置が必要であるため、高
価になるという問題点があつた。また、送信装置
を常時正常に動作させるためには、頻繁に点検や
保守を行わなければならず、そのための費用や労
力がかかりすぎるという問題点もあつた。特に、
屋外で用いる場合は、送信装置の設置環境が厳し
いものとなるため、点検や保守の頻度が増大して
しまう。さらに、上述のような位置測定装置で
は、電波を利用しているため、電波法の規制を受
けたり電波雑音の影響を受けたりするという問題
点もあつた。

そこで、本願出願人は、上記のような問題点を
すべて解消し得る移動体の位置測定装置を、特願
昭60−59014号（特開昭61−217787号）において
提案した。この提案に係る発明を簡単に説明する
と、移動体が移動すべき経路の右側と左側とに、
それぞれ、第１の光反射手段と第２の光反射手段
とを設けておく。これら第１および第２の光反射
手段は、入射した光を同じ方向へ反射するような
光学的性質を有するものであり、たとえばコーナ
キユーブ等が用いられる。一方、移動体には、方
位測定手段と、第１および第２の光発射手段と、
第１および第２の光検知器と、走行距離測定手段
と、演算手段とが設けられる。方位測定手段は、
予め定められた基準方位に対する移動体の進行方
位を測定する。第１の光発射手段は移動体の進行
方位に対して右方向へ所定の角度で光ビームを発
射し、第２の光発射手段は移動体の進行方位に対
して左方向へ所定の角度で光ビームを発射する。
第１の光検知器は第１の光発射手段に関連して設
けられ、当該第１の光発射手段から発射されて第
１の光反射手段に反射された光を検知する。第２
の光検知器は第２の光発射手段に関連して設けら
れ、当該第２の光発射手段から発射されて第２の
光反射手段に反射された光を検知する。走行距離
測定手段は、第１および第２の光検知器の一方が
反射光を検知してから他方が反射光を検知するま
での間に移動体が走行した距離を測定する。そし
て、演算手段は、方位測定手段によつて測定され
た移動体の進行方位と、走行距離測定手段によつ
て測定された走行距離と、第１および第２の光反
射手段の座標位置（この座標位置は予めかわつて
いる）とに基づいて、移動体の現在位置を演算す
る。

上記提案に係る発明によれば、光の反射を利用
して移動体の現在位置を測定するようにしている
のて、前述のような電波を用いて現在位置を測定
する従来の装置に比べて、構造が簡単でありかつ
装置も安価となる。また、電波法の規制や電波雑
音の影響を受けることもない。さらに、移動体が
移動すべき経路の路面の状態が悪くても光反射手
段を容易に設置することができ、反射光の検知感
度が低下することもない。さらには、光反射手段
の保守および点検を行なう必要がほとんどなく、
そのための時間および経費を大幅に節減すること
ができる。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のごとく、本願出願人が提案した発明は
種々の効果を奏するものであるが、その一方で解
決すべき問題点を含む。すなわち、上記提案に係
る発明では、移動体の進む道路が１車線の場合は
何ら問題なく正確にその現在位置を測定すること
ができるが、道路が複数車線の場合は移動体から
発射される光ビームが他の車線を走る移動体に遮
られて光反射手段に届かないことがあり、このよ
うな場合は現在位置の測定が不可能となる。

また、上記提案による発明では、平面上を移動
する物体の位置検知は可能であるが、空中を移動
する物体の位置検知は困難であつた。なぜなら
ば、空中を移動する物体の移動コースの左右に光
反射手段を取付けることは、壁でもない限り不可
能だからである。

この発明は、上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、他の移動体に遮られること
なく常に確実に移動体の現在位置を測定すること
ができるとともに、空中を移動する物体の位置検
知も行なえるような移動体の現在位置測定装置を
提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る移動体の位置測定装置は、移動
体の移動コースの上方もしくは下方に基準方位と
直交するように、かつ移動体を見下ろすようにも
しくは見上げるように少なくとも第１と第２の光
反射手段を設けておく。これら第１および第２の
光反射手段は、入射した光を同じ方向へ反射する
光学的性質を有する。一方、移動体には、方位測
定手段と、第１および第２の光反射手段と、第１
および第２の光検知器と、第１の走行距離測定手
段と、取付位置関連情報発生手段と、現在位置演
算手段とが設けられる。

［作用］ 方位測定手段は、基準方位に対する移動体の進
行方位のずれ角度を測定する。第１の光発射手段
は移動体の進行方位に対して右方向へ所定の角度
を有する平面状の光束を上方にもしくは下方向け
て発射し、第２の光発射手段は移動体の進行方位
に対して左方向へ所定の角度を有する平面状の光
束を上方もしくは下方に向けて発射する。第１の
光検知器は第１の光発射手段に関連して設けら
れ、第１の光発射手段から発射されて第１の光反
射手段に反射された光を検知する。第２の光検知
器は第２の光発射手段に関連して設けられ、第２
の光発射手段から発射されて第２の光反射手段に
反射された光を検知する。第１の走行距離測定手
段は第１および第２の光検知器のいずれか一方が
反射光を検知してから他方が反射光を検知するま
での間に移動体が走行した距離を測定する。取付
位置関連情報発生手段は第１および第２の光反射
手段の取付位置に関連する情報を発生する。現在
位置演算手段は、方位測定手段によつて測定され
たずれ角度と、第１の走行距離測定手段によつて
測定された走行距離と、取付位置関連情報発生手
段によつて発生された取付位置関連情報とに基づ
いて、移動体の現在位置を演算する。ここで、第
１および第２の光反射手段は移動体の上方もしく
は下方に設けられるため、たとえ併走する他の移
動体が存在しても、光ビームが他の移動体によつ
て遮られることなく、確実に光反射手段に到達
し、現在位置の測定を可能にする。

［実施例］ 第２図は光反射手段の設置状態を示す正面図で
ある。第１図はこの発明の一実施例の外観を示す
平面図である。図において、複数車線を有する道
路１の左右の側部の所定の位置には、ポール２お
よび３が立設される。このポール２および３の間
には、梁４が設けられる。なお、梁４に代えてワ
イヤやロープ等を張るようにしてもよい。この梁
４には、第１の光反射手段５と、第２の光反射手
段７と、第３の光反射手段６とが設けられる。こ
れら光反射手段は、入射した光をその入射方向と
同じ方向に反射する光学的性質を有しており、た
とえばコーナキユーブ等が用いられる。ここで、
梁４の高さはその下を通過する移動体８の背の高
さよりも十分高く選ばれている。また、光反射手
段５〜７は、第１図に示す基準方位Ｘと直交する
線上に配置される。なお、この基準方位Ｘは、た
とえば道路１と平行に選ばれてもよく、また道路
の延びる方向とは無関係にたとえば東西南北等に
選ばれてもよい。また、第３の光反射手段６は第
１の光反射手段５と第２の光反射手段７との間に
設けられるが、その配置位置は第１の光反射手段
５と第２の光反射手段７との中央の位置（第１図
では道路１のセンターライン付近）よりも左右の
いずれかの方向へずれるように選ばれている。

一方、道路１上を走行する移動体８の上部に
は、基準方位Ｘに対する移動体の進行方位Ｙのず
れ角度θを測定するための第３の光発射手段９
と、移動体の現在位置を測定するための第１およ
び第２の光発射手段３０Ｒおよび３０Ｌとが設け
られる。第３の光発射手段９は、移動体の進行方
位Ｙに対して直交する平面状の光束（以下、平面
状の光束を面ビームと称す）１０を上方に向けて
発射する。この面ビーム１０の広がり角度は、移
動体８が梁４の下を通過したとき、必ず面ビーム
の一部が第１〜第３の光反射手段５，７，６に当
たるような角度に選ばれる。一方、第１の光発射
手段３０Ｒは進行方位Ｙに対して右45°の角度を
有する面ビーム４０Ｒを上方に向けて発射する。
また、第２の光発射手段３０Ｌは進行方位Ｙに対
して左45°の角度を有する面ビーム４０Ｌを上方
に向けて発射する。これら面ビーム４０Ｒおよび
４０Ｌの広がり角度は、面ビーム１０と同様に、
移動体８が梁４の下を通過したとき、必ず面ビー
ムの一部が第１および第２の光反射手段５および
７に当たるような角度に選ばれる。

第３図は第１図に示す第３の光発射手段９の詳
細を示す断面図である。図において、筐体９１の
内部には鏡筒９２が収納される。この鏡筒９２の
内部には、半導体レーザ９３と、ビームスプリツ
タ９４と、レンズ９５とが収納される。また、鏡
筒９２の光の出口には1/4波長板９６が設けられ
る。さらに、筐体９１の内側側面において、ビー
ムスプリツタ９４と対向する部分には受光器９７
が取付けられる。

上記のような構成において、半導体レーザ９３
から出射した直線光はビームスプリツタ９４を通
過してレンズ９５に入射する。このレンズ９５は
直線光を拡げて面ビーム１０に変換する。この面
ビーム１０は1/4波長板９６を透過した後、外部
へと出射される。ところで、面ビーム１０が光反
射手段５〜７のいずれかに当たると、その光反射
手段は光の入射方向と同一方向へ光を反射する。
したがつて、その反射光は再び第１の光発射手段
９へと戻る。そのため、この反射光は1/4波長板
９６を通過した後レンズ９５で直線光に戻され、
ビームスプリツタ９４へ入射する。このとき、ビ
ームスプリツタ９４へ入射する光は1/4波長板９
６を２回通過しているので、その波長が半導体レ
ーザ９３の出射光に対して半波長だけずれてい
る。したがつて、ビームスプリツタ９４は光反射
手段５〜７からの反射光を透過させることなく反
射する。このビームスプリツタ９４の反射光は、
鏡筒９２の側部に設けられた孔を通つて受光器９
７へ入射する。受光器９７は入射した光を電気信
号に変換する。

なお、第４図に示すごとく、第１および第２の
光発射手段３０Ｒおよび３０Ｌの構成も第３の光
発射手段９と同様の構成となつている。ただ、そ
の設置角度が第３の光発射手段９とは異なる（第
１図参照）だけである。

以下、上記実施例のさらに詳細な構成および動
作について説明するが、移動体８の現在位置を測
定するためには、基準方位Ｘに対する進行方位Ｙ
のずれ角度θを知る必要があるので、まずこのず
れ角度θを求めるための回路ないしその動作につ
いて説明する。

第５図は移動体８に搭載される方位測定装置の
一例を示す概略ブロツク図である。図において、
受光器９７の出力はパルス選択回路１１を介して
フリツプフロツプ１２に与えられる。パルス選択
回路１１は、受光器９７から得られる３つの受光
パルスのうち、第１の光反射手段５からの反射光
に基づく受光パルスと、第２の光反射手段７から
の反射光に基づく受光パルスとを選択して通過さ
せるものである。フリツプフロツプ１２のセツト
出力(Q)はアンドゲート１３の一方入力に与えられ
るとともに、その極性が反転されてアンドゲート
１４の一方入力に与えられる。アンドゲート１３
の他方入力には、パルス発生器１５の出力が与え
られる。このパルス発生器１５は、移動体８の走
行距離に対応するパルスを発生するものである。
アンドゲート１３の出力はカウンタ１６に与えら
れる。このカウンタ１６の計数値はアンドゲート
１４の他方入力に与えられる。また、フリツプフ
ロツプ１２のリセツト出力(Q)はタイマ１８に与え
られる。このタイマ１８の出力はリセツト出力と
してカウンタ１６に与えられる。アンドゲート１
４の出力は除算回路１７の一方入力に与えられ
る。この除算回路１７の他方入力には、間隔設定
部１９の出力が与えられる。この間隔設定部１９
には、第１の光反射手段５と第２の光反射手段７
との間の距離に相当するパルス数が予め設定され
ている。なお、このような間隔設定部１９に代え
て、移動体８の外部に設けられた送信機から送信
されてくる間隔情報を受信するような受信機を設
けるようにしてもよい。除算回路１７の出力は換
算回路２０を介して極性付加回路２１に与えられ
る。一方、受光器９７の出力は正負判別回路２２
に与えられる。この正負判別回路２２は、換算回
路２０によつて求められたずれ角度θの正負を判
別するためのものである。正負判別回路２２の出
力は極性付加回路２１に与えられる。極性付加回
路２１は正負判別回路２２の出力に応答して、換
算回路２０の出力に正または負の極性を付加す
る。極性付加回路２１の出力は移動体８の方位情
報として、種々の利用回路（図示せず）に与えら
れる。

第６図は第５図に示すパルス選択回路１１の詳
細を示すブロツク図である。図において、パルス
選択回路１１はリングカウンタ２３と、オアゲー
ト２４とにより構成される。リングカウンタ２３
には受光器９７の出力が与えられる。このリング
カウンタ２３は、最初の受光パルスが与えられる
と、その第１ビツトのみが論理“１”となり、２
番目の受光パルスが与えられるとその第２ビツト
のみが論理“１”となり、３番目の受光パルスが
与えられるとその第３ビツトのみが論理“１”と
なる。第１ビツトおよび第３ビツトの論理出力は
それぞれオアゲート２４を介してフリツプフロツ
プ１２へ与えられる。また、第３ビツトの論理出
力はリセツト信号としてリングカウンタ２３に与
えられる。このような構成において、パルス選択
回路１１は２番目の受光パルスをキヤンセルして
１番目の受光パルスと３番目の受光パルスとを通
過させる。また、３番目の受光パルスが出力され
ると、リングカウンタ２３がリセツト（オール
０）される。

第７図は第５図に示す正負判別回路２２の詳細
を示すブロツク図である。図において、この正負
判別回路２２は、リングカウンタ２５と、第１お
よび第２の計時回路２６および２７と、比較回路
２８とによつて構成される。リングカウンタ２５
は第６図に示すリングカウンタ２３と同様の構成
であり、受光器９７の受光パルスが入力される。
また、リングカウンタ２５の第１ビツトの論理出
力は第１の計時回路２６の一方入力に与えられ
る。また、その第２ビツトの論理出力は第１の計
時回路２６の他方入力および第２の計時回路２７
の一方入力に与えられる。また、その第３ビツト
の論理出力は第２の計時回路２７の他方入力に与
えられるとともに、リセツト信号としてリングカ
ウンタ２５に与えられる。第１の計時回路２６
は、リングカウンタ２５から与えられる２つの論
理出力間の時間幅を計時する。第２の計時回路２
７も同様である。第１の計時回路２６の出力は比
較回路２８の一方入力に与えられる。第２の計時
回路２７の出力は比較回路２８の他方入力に与え
られる。比較回路２８は第１および第２の計時回
路２６および２７のいずれの出力が大きいかを比
較し、その比較結果に基づいて、正または負の極
性信号を出力する。この極性信号は極性付加回路
２１へ与えられる。

第８図は受光器９７からの受光パルスを示すタ
イミングチヤートである。第９図はこの発明の一
実施例の測定原理を説明するための幾何学的配置
図である。以下、これら第８図および第９図を参
照して、上記実施例の動作を説明する。

今、第１図に示すように、移動体８の進行方位
Ｙが基準方位Ｘに対してθだけずれている場合を
想定する。この場合、第３の光発射手段９からの
面ビーム１０は最初に第２の光反射手段７に当た
る。第２の光反射手段７は入射した光を入射方向
と同じ方向へ反射するため、その反射光は光発射
手段９に戻り、1/4波長板９６を透過した後レン
ズ９５で偏向されてビームスプリツタ９４へと入
射する。この入射光は半導体レーザ９３の出射光
と半波長だけずれているので、ビームスプリツタ
９４はその入射光を反射して受光器９７へ入射さ
せる。応じて、受光器９７は１番目の受光パルス
を導出し、その受光パルスをパルス選択回路１１
および正負判別回路２２へ与える。

前述のようにパルス選択回路１１は１番目の受
光パルスを通過させるので、フリツプフロツプ１
２に受光パルスが与えられる。このフリツプフロ
ツプ１２は、最初の入力でセツト出力を導出しか
つ次の入力でリセツト出力を導出するものが用い
られるため、パルス選択回路１１を通過した１番
目の受光パルスでセツトされる。フリツプフロツ
プ１２のセツト出力（ハイレベル）がアンドゲー
ト１３に与えられ、このアンドゲート１３を能動
化させるとともにローレベルに反転されてアンド
ゲート１４に与えられ、このアンドゲート１４を
不能動化させる。応じて、パルス発生器１５から
発生されるパルスがアンドゲート１３を介してカ
ウンタ１６に与えられるため、カウンタ１６は与
えられるパルス数を計数する。ここで、パルス発
生器１５は移動体８が予め定められた単位距離進
むごとにパルスを発生するものであり、たとえば
移動体８の車輪の回転を検出するロータリエンコ
ーダ等が用いられる。したがつて、このパルス発
生器１５の出力パルス数を計数することにより、
移動体８の走行距離を測定することができる。

移動体８が少し走行して面ビーム１０が第３の
光反射手段６に当たると、受光器９７からは２番
目の受光パルスが出力される。パルス選択回路１
１はこの２番目の受光パルスを通過させないの
で、フリツプフロツプ１２は反転せず、カウンタ
１６はそのままパルスの計数を継続する。

さらに、移動体８が走行して面ビーム１０が第
１の光反射手段５に当たると、受光器９７からは
３番目の受光パルスが出力される。この３番目の
受光パルスはパルス選択回路１１を通過してフリ
ツプフロツプ１２をリセツトさせる。そのため、
フリツプフロツプ１２はそのセツト出力がローレ
ベルとなり、そのリセツト出力がハイレベルとな
る。応じて、アンドゲート１３が不能動化され、
かつアンドゲート１４が能動化される。したがつ
て、カウンタ１６は受光器９７が第２の光反射手
段７の反射光を検知してから第１の光反射手段５
の反射光を検知するまでの間に移動体８が走行す
る距離ｌに相関するパルス数ｎを計数し、その計
数値ｎをアンドゲート１４を介して除算回路１７
の一方入力に与える。また、フリツプフロツプ１
２のリセツト出力がタイマ１８で定まる一定時間
遅れてカウンタ１６のリセツト信号として与えら
れる。

前記除算回路１７の他方入力には、間隔設定部
１９の設定値nwが与えられる。この間隔設定部
１９には、第１の光反射手段５と第２の光反射手
段７との間の距離dlに相関する値nwが予め設定
される。すなわち、間隔設定部１９には、上記距
離dlをもし移動体８が走行したであればパルス発
生器１５から得られるであろうパルス数が予め設
定される。したがつて、除算回路１７はカウンタ
１６の計数値ｎを第１および第２の光反射手段５
および７の取付間隔に相関する設定値nwで除算
（ｎ／nw）し、sinθ′を求める。この角度θ′は第９
図に示すように、第１および第２の光反射手段５
および７を結ぶ線分ｄに対して面ビーム１０がな
す角度であるが、基準方位Ｘに対して移動体８の
進行方位Ｙがなす角度θと等しい。したがつて、
除算回路１７はsinθを算出する。除算回路１７の
出力は換算回路２０に与えられ、sinθが角度θに
換算される。この換算回路２０は、図示しない
が、たとえば各番地にsinθ（０≦θ＜90°）のそれ
ぞれの真数（正弦値）設定されたROMを含み、
除算回路１７からの除算値（ｎ／nw）に等しい
真数に相当する角度θを読出すように構成されて
いる。換算回路２０から導出される角度θは、絶
対値であり、基準方位Ｘに対してその極性が正負
どちらであるかが明らかでない。そのため、角度
θの正負の判別を行なう目的で、正負判別回路２
２が設けられる。

次に、この正負判別回路２２の動作を説明す
る。第１図に示すように、移動体８が基準方位Ｘ
に対して右側に傾いている場合、受光器９７から
は、第８図に示すような受光パルスが得られる。
すなわち、１番目と２番目の受光パルスとの間隔
taは２番目と３番目の受光パルスの間隔tbよりも
長くなる。これは、第３の光反射手段６が第２図
に示すごとく、中心位置よりも右側にずれて設け
られていることに基づく。第１の計時回路２６
は、１番目の受光パルスと２番目の受光パルスと
の時間間隔taを検出する。一方、第２の計時回路
２７は２番目の受光パルスと３番目の受光パルス
との時間間隔tbを検出する。比較回路２８は第１
および第２の計時回路２６および２７のいずれの
出力が大きいかを比較する。この場合、第１の計
時回路２６の出力の方が大きいので、比較回路２
８はたとえば正の極性信号を出力し、極性付加回
路２１へ与える。応じて、極性付加回路２１は換
算回路２０から出力される絶対値角度θに正の極
性を付加する。

一方、移動体８の進行方位Ｙが基準方位Ｘに対
して左側にずれている場合を考えると、第１の計
時回路２６は第１の光反射手段５の反射光に基づ
く受光パルスと第３の光反射手段６の反射光に基
づく受光パルスとの間の時間間隔を検出し、第２
の計時回路２７は第３の光反射手段６の反射光に
基づく受光パルスと第２の光反射手段７の反射光
に基づく受光パルスとの間の時間間隔を検出する
ことになる。したがつて、この場合は第２の計時
回路２７の出力の方が第１の計時回路２６の出力
よりも大きくなるため、比較回路２８は負の極性
信号を導出し、極性付加回路２１へ与える。応じ
て、極性付加回路２１は換算回路２０からの絶対
値角度θに負の極性を付加する。

以上のごとく、第５図に示す方位測定装置によ
れば、基準方位Ｘに対する移動体８の進行方位Ｙ
のずれ角度θおよびその極性（正負）を正確に測
定することができる。以下には、このずれ角度θ
を用いて移動体の現在位置を測定するための回路
ないしその動作について説明する。

第１０図は移動体８に搭載される位置測定装置
の一例を示す概略ブロツク図である。図におい
て、第４図に示す受光器３７Ｒおよび３７Ｌの出
力はそれそれORゲート５０の一方および他方入
力に与えられる。ここで、回路コンポーネント１
２′〜１６′および１８′は移動体３の走行距離を
測定するための手段を構成しており、その構成な
いし動作は第５図に示す回路コンポーネント１２
〜１６および１８と同様である。ANDゲート１
４′の出力は演算回路５１に与えられる。また、
この演算回路５１には、第５図に示す極性付加回
路２１から移動体８の方位情報（基準方位Ｘに対
す移動体８の進行方位Ｙのずれ角度θ）が与えら
れる。演算回路５１は、図示しないが、たとえば
マイクロコンピユータなどを含んで構成され、移
動体の現在位置を演算するためのものである。

第１１図〜第１３図はいずれも、第１０図に示
す位置測定装置の動作を説明するための図であ
る。なお、第１１図および第１２図は移動体８と
第１および第２の光反射手段５および７との位置
関係を幾何学的に示す図であり、第１３図は演算
回路５１の動作を示すフローチヤートである。以
下、これら第１１図〜第１３図を参照して、第１
０図の位置測定装置における位置測定動作を説明
する。

なお、以下の説明では、第１および第２の光発
射手段３０Ｒおよび３０Ｌが点Ａに位置したとき
面ビーム４０Ｌが第２の光反射手段７に入射し、
第１および第２の光発射手段３０Ｒおよび３０Ｌ
が点Ｂに位置したとき面ビーム４０Ｒが第１の光
反射手段５に入射するようなコースを移動体が走
行する場合を想定する。この場合、点Ａから点Ｂ
までの間の距離Ｐは第１０図のフリツプフロツプ
１２′、ANDゲート１３′および１４′、パルス発
生器１５′、カウンタ１６′、タイマ１８′によつ
て測定される。この測定動作は、第５図の装置で
説明した動作と同様でありその説明を省略する。

次に、演算回路５１の動作を説明する。演算回
路５１は、まず第１３図のステツプS11に示すよ
うに、極性付加回路２１から方位情報±θを入力
する。そして、ステツプS12に進み、角度γ（第
２の光反射手段７を頂点として点Ａと第１の光反
射手段５とがなす角度）を次式によつて演算す
る。

γ＝180°−45°−β 但し、β＝90°−θ 続いて、ステツプS13に進み、方位情報±θの
極性（正負）と角度γとに基づいて、点Ｃの座標
を演算する。この点Ｃは、第１および第２の光反
射手段５および７を結ぶ線分ｄを直径とする円５
２と、線分ｄに対して角度γを有する直線との交
点である。第１および第２の光反射手段５および
７の座標位置（或る原点に対する座標位置である
が、この原点はたとえば地球上の緯度と経度とに
関連して定めてもよく、また移動コースに関連し
て定めてもよく、その定め方は任意である）と、
円５２の方程式は、予め演算回路５１に設定され
ている（ただし、円５２の方程式は、前記座標位
置から演算によつて求めてもよい）。したがつて、
角度γがわかれば点Ｃの座標を演算することは容
易に行なえる。なお、第１および第２の光反射手
段５および７の座標位置と円５２の方程式は、必
ずしも演算回路５１に設定しておく必要はなく、
移動体８の外部から送信されてくるこれらの情報
を移動体８内に設けられた受信機で受信するよう
にしてもよい。次に、ステツプS14に進み、
ANDゲート１４からの距離情報ｎを入力する。
この距離情報ｎは、受光器３７Ｒおよび３７Ｌの
一方が反射光を検知してから他方が反射光を検知
するまでの間に移動体８が走行した距離であり、
点Ａと点Ｂとの間の距離Ｐに等しい。続いて、ス
テツプS15に進み、点Ｃと点Ｂとの間の距離Ｑを
演算する。第１２図に示すように、点Ａ，Ｂ，Ｃ
を頂点とする三角形は、直角二等辺三角形である
ため、距離Ｑは次式によつて容易に演算できる。

Ｑ＝Ｐ／√２ 次に、ステツプS16に進み、点Ｃの座標と距離
Ｑとに基づいて、点Ｂの座標を演算する。点Ｂの
座標は、点Ｃと第１の光反射手段５とを結んだ線
分上にあり、点ＣからＱの距離に存在する。続い
て、ステツプS17に進み、ステツプS16で演算し
た点Ｂの座標を位置情報として出力する。

ただし、移動体８がずれ角度θで点Ｃ上を通過
する場合は、面ビーム４０Ｒおよび４０Ｌが同時
に第１および第２の光反射手段５および７に入射
するため、受光器３７Ｒおよび３７Ｌからは同時
に検知出力が得られる。そのため、この場合距離
ＰがＯとなり、ステツプS15で演算される距離Ｑ
も０となる。したがつて、点Ｃの座標位置が現在
位置として演算される。

上記実施例では、面ビーム１０が光反射手段５
〜７に入射してからすなわち方位情報θが得られ
てから面ビーム４０Ｒおよび４０Ｌが第１および
第２の光反射手段５および７に入射した場合につ
いて説明したが、この関係がたとえ逆転した場合
であつても現在位置の測定は可能である。この場
合、方位情報±θが得られた時点で位置情報を演
算すると、過去の点Ｂの位置情報が得られること
になる。しかし、点Ｂから方位情報±θが得られ
るまでの間に移動体８が走行する距離は極めて短
く、その移動軌跡はほぼ直線と考えることができ
る。したがつて、点Ｂから方位情報±θが得られ
るまでの間に移動体８が走行した距離を測定して
おき、その走行距離を移動軌跡に沿つて点Ｂに加
えれば現在の位置情報が得られることになる。

なお、上記実施例では、或る原点に対する移動
体８の絶対位置を演算するようにしているが、第
１および第２の光反射手段５および７との相対位
置のみを演算すればよい場合は、必ずしも第１お
よび第２の光反射手段５および７の座標位置を知
る必要はなく、円５２の方程式がわかればよい。
この場合、第１および第２の光反射手段５および
７の間の距離を何らかの方法（設定記憶や外部か
らの受信等）で知れば、円５２の方程式を演算に
よつて求めることができ、それに基づいて相対位
置の演算が可能となる。

以上のようにして得られた方位情報および位置
情報は、種々の利用態様が考えられる。たとえ
ば、表示器に表示させるようにしてもよいし、自
動誘導のための情報として用いてもよい。自動誘
導を行なう場合は、道路１に沿つて複数組の光反
射手段を所定間隔ごとに配置すればよい。

なお、上記実施例では、面ビーム４０Ｒおよび
４０Ｌがそれぞれ移動体８の進行方位Ｙに対して
右45°左45°の角度を有して発射されるように構成
したが、この角度は45°に限定される必要はなく、
それぞれ任意の角度に運ぶことができる。理論的
には、面ビーム４０Ｒと４０Ｌとが同一平面上に
なければ現在位置の測定演算が可能である。この
場合、移動体８の現在位置を求めるため幾何学的
アプローチは前述の実施例とは若干異なるが、当
業者であれば前述の実施例から容易に実現し得る
であろうからその説明を省略する。

また、上記実施例では、移動体８が各光反射手
段５〜７に近づいて行く場合の現在位置の測定を
説明したが、面ビーム４０Ｒおよび４０Ｌは移動
体８の後方にも発射されるので、移動体８が各光
反射手段５〜７から遠ざかつて行く場合の現在位
置の測定演算ももちろん可能である。

また、上記実施例では、方位情報±θを得るた
めに光の反射を利用した装置（第３の光発射手段
９、第５図〜第７図に示す回路）を用いたが、こ
れらに変えてジヤイロスコープや方位磁石等を用
いてもよい。

さらに、上記実施例では、面ビーム１０，４０
Ｒ，４０Ｌを発射するために、半導体レーザの光
をレンズで広げるようにしたが、線光束を高速で
振らせることによつて等価的に面ビームを発射す
るような光変調器や機械式スキヤニング装置を用
いてもよい。

さらに、上記実施例では、車輪の回転に応じた
パルスの数を計数することによつて移動体８の走
行距離を測定するようにしたが、このような方法
に変えて、たとえば移動平面上に超音波または電
磁波あるいは光を投射する超音波発振器または電
磁波発生器あるいは赤外線発生装置を移動体８に
設け、その反射波を検出し、ドツプラー効果等に
より移動体の走行距離を演算測定するようにして
もよい。

なお、上記実施例では、道路上を走行する移動
体の位置検知について説明したが、空中を移動す
る物体にこの発明を適用する場合は、移動体を見
上げるような低い位置（たとえば地上、もしくは
床上、もしくは建物上等）に光反射手段５〜７を
設け、移動体から下方に向けて面ビームを発射す
るようにすればよい。その他の構成は上記実施例
と同様である。このような実施例は、ヘリポート
へのヘリコプターの誘導や、飛行機の着陸誘導
や、クレーンの移動制御等に応用することができ
る。

上述のごとく、この発明は、地上もしくは床上
等を走行する物体のみならず、空中を移動する物
体への適用も可能である。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、光反射手段
が移動体を見下ろすような高い位置もしくは移動
体を見上げるような低い位置に設けられているの
で、たとえ並んで移動する他の移動体が存在して
も、光がそれによつて遮られることなく各光反射
手段に確実に到達するので、常に正確に移動体の
現在位置を測定することができる。

また、たとえ移動体が空中を移動するものであ
つても、地上もしくは床上に光反射手段を取付け
ることができ、そのような移動体の位置検知が可
能となる。

また、簡単かつ安価な構成で正確に移動体の現
在位置を測定でき、また保守や点検がほとんど必
要なくそのための時間や経費を大幅に節減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の外観を示す平面
図である。第２図は光反射手段の設置状態を示す
正面図である。第３図は第１図に示す第２の光発
射手段９の断面図である。第４図は第１図に示す
第１および第２の光発射手段３０Ｒ（または３０
Ｌ）の断面図である。第５図は移動体８に搭載さ
れる方位測定装置の一例を示す概略ブロツク図で
ある。第６図は第５図に示すパルス選択回路１１
の詳細を示すブロツク図である。第７図は第５図
に示す正負判別回路２２の詳細を示すブロツク図
である。第８図は受光器９７の受光パルスを示す
タイミングチヤートである。第９図は第５図の方
位測定装置による方位測定動作を説明するための
幾何学的模式図である。第１０図は移動体８に搭
載される現在位置測定装置の一例を示す概略ブロ
ツク図である。第１１図および第１２図は第１０
図に示す現在位置測定装置による現在位置測定動
作を説明するための幾何学的模式図である。第１
３図は第１０図に示す演算回路５１の動作を説明
するためのフローチヤートである。 図において、１は道路、５は第１の光反射手
段、６は第３の光反射手段、７は第２の光反射手
段、８は移動体、９は第３の光発射手段、１０，
４０Ｒ，４０Ｌは面ビーム、３０Ｒは第１の光発
射手段、３０Ｌは第２の光発射手段、９３，３３
Ｒ，３３Ｌは半導体レーザ、９７，３７Ｒ，３７
Ｌは受光器を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光の反射を利用して移動体の現在位置を測定
   する装置であつて、 前記移動体の移動コースの上方もしくは下方に
   は、予め定められた基準方位と直交するように、
   かつ前記移動体を見下ろすようにもしくは見上げ
   るように、少なくとも第１と第２の光反射手段が
   設けられ、 前記光反射手段は入射した光を入射方向と同じ
   方向へ反射する特性を有しており、 前記移動体は、 前記基準方位に対する前記移動体の進行方位の
   ずれ角度を測定するための方位測定手段と、 前記移動体の進行方位に対して右方向へ所定の
   角度を有する平面状の光束を上方もしくは下方に
   向けて発射する第１の光発射手段と、 前記移動体の進行方位に対して左方向へ所定の
   角度を有する平面状の光束を上方もしくは下方に
   向けて発射する第２の光発射手段と、 前記第１の光発射手段に関連して設けられ、当
   該第１の光発射手段から発射されて前記第１の光
   反射手段に反射された光を検知するための第１の
   光検知器と、 前記第２の光発射手段に関連して設けられ、当
   該第２の光発射手段から発射されて前記第２の光
   反射手段に反射された光を検知するための第２の
   光検知器と、 前記第１および第２の光検知器のいずれか一方
   が前記反射光を検知してから他方が前記反射光を
   検知するまでの間に前記移動体が走行した距離を
   測定するための第１の走行距離測定手段と、 前記第１および第２の光反射手段の取付位置に
   関連する情報を発生するための取付位置関連情報
   発生手段と、 前記方位測定手段によつて測定された前記ずれ
   角度と、前記第１の走行距離測定手段によつて測
   定された走行距離と、前記取付位置関連情報発生
   手段によつて発生された取付位置関連情報とに基
   づいて、前記移動体の現在位置を演算する現在位
   置演算手段とを含む、移動体の位置測定装置。 ２ 前記取付位置関連情報発生手段は、予め前記
   取付位置関連情報を設定記憶している設定記憶手
   段を含む、特許請求の範囲第１項記載の移動体の
   位置測定装置。 ３ 前記取付位置関連情報発生手段は、前記移動
   体の外部から送信される前記取付位置関連情報を
   受信するための受信手段を含む、特許請求の範囲
   第１項記載の移動体の位置測定装置。 ４ 前記取付位置関連情報は、前記第１および第
   ２の光反射手段の間の距離を示す情報である、特
   許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記
   載の移動体の位置測定装置。 ５ 前記取付位置関連情報は、前記第１および第
   ２の光反射手段の座標位置を示す情情報である、
   特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに
   記載の移動体の位置測定装置。 ６ 前記第１および第２の光発射手段は、それぞ
   れ前記移動体の進行方位に対して右方向および左
   方向へ対称な角度を有して平面状の光束を発射す
   るように配置されている、特許請求の範囲第１項
   ないし第５項のいずれかに記載の移動体の位置測
   定装置。 ７ 前記第１の光発射手段は、前記移動体の進行
   方位に対して右方向へほぼ45°の角度を有して平
   面状の光束を発射するように配置され、 前記第２の光発射手段は、前記移動体の進行方
   位に対して左方向へほぼ45°の角度を有して平面
   状の光束を発射するように配置される、特許請求
   の範囲第６項記載の移動体の位置測定装置。 ８ 前記第１および第２の光発射装置は、それぞ
   れ前記移動体の進行方位に対して右方向および左
   方向へ非対称な角度を有して平面状の光束を発射
   するように配置されている、特許請求の範囲第１
   項ないし第５項のいずれかに記載の移動体の位置
   測定装置。 ９ 前記方位測定手段は、 前記移動体の進行方位と直交する平面状の光束
   を上方もしくは下方に向けて発射する第３の光発
   射手段と、 前記第３の光発射手段から発射されて前記第１
   もしくは第２の光反射手段に反射された光を検知
   するための第３の光検知器と、 前記第３の光検知器が前記第１の光反射手段の
   反射光を検知してから前記第２の光反射手段の反
   射光を検知するまでの間に前記移動体が走行した
   距離を測定するための第２の走行距離測定手段
   と、 前記第１および第２の光反射手段の間の距離を
   発生するための取付間隔発生手段と、 前記第２の走行距離測定手段によつて測定され
   た走行距離と、前記取付間隔発生手段によつて発
   生された取付間隔情報とに基づいて、前記基準方
   位に対する前記移動体の進行方位のずれ角度を演
   算する角度演算手段とを含む、特許請求の範囲第
   １項ないし第８項のいずれかに記載の移動体の位
   置測定装置。 １０ 前記第１と第２の光反射手段の間には、そ
   の中心位置をずれて第３の光反射手段が設けら
   れ、 前記方位測定手段は、前記第３の光検知器が前
   記第１の光反射手段の反射光を受光してから前記
   第３の光反射手段の反射光を受光するまでの時間
   幅と、第３の光反射手段の反射光を受光してから
   前記第２の光反射手段の反射光を受光するまでの
   時間幅との大小に基づいて、前記角度演算手段で
   演算されたずれ角度の正負を判定する正負判定手
   段をさらに含む、特許請求の範囲第９項記載の移
   動体の位置測定装置。 １１ 前記方位測定手段は、ジヤイロスコープで
   ある、特許請求の範囲第１項ないし第８項のいず
   れかに記載の移動体の位置測定装置。 １２ 前記方位測定手段は、方位磁石である、特
   許請求の範囲第１項ないし第８項のいずれかに記
   載の移動体の位置測定装置。 １３ 前記移動体は、地上もしくは床上を移動す
   る物体である、特許請求の範囲第１項ないし第１
   ２項のいずれかに記載の移動体の位置測定装置。 １４ 前記移動体は、空中を移動する物体であ
   る、特許請求の範囲第１項ないし第１２項のいず
   れかに記載の移動体の位置測定装置。